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TRAPPIST-1c n’est pas l’exo-Vénus que nous espérions. Mais ne blâme pas la star

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TRAPPIST-1c n’est pas l’exo-Vénus que nous espérions.  Mais ne blâme pas la star

une Étude récente acceptable pour Journal d'astrophysique utilise des modèles informatiques pour découvrir pourquoi une exoplanète existe, Trappiste-1cElle ne peut pas avoir une atmosphère épaisse de dioxyde de carbone (CO2), même si elle reçoit la même quantité de rayonnement solaire de son étoile mère que Vénus reçoit de notre Soleil, ce dernier ayant une atmosphère de CO2 très épaisse. Cette étude fait suite à A Etude juin 2023 Publié dans nature Il a utilisé les données du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA pour confirmer que TRAPPIST-1c ne possède pas d'atmosphère de dioxyde de carbone. Les deux études viennent comme SYSTÈME TRAPPISTE-1, située à environ 41 années-lumière de la Terre et qui orbite autour de son étoile en seulement 2,4 jours, a retenu l'attention de la communauté scientifique ces dernières années en raison du nombre d'exoplanètes confirmées dans le système et de leur potentiel en astrobiologie. Objectifs.

Illustration technique de TRAPPIST-1c avec TRAPPIST-1b en arrière-plan. (Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI))
Données de courbe de lumière De TRAPPIST-1c acquis par le télescope spatial James Webb dans le cadre de l'étude de juin 2023, qui a contribué à cette dernière étude. (Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmstead (STScI))

« Le système TRAPPIST-1 est spécial car il héberge sept planètes à peu près de la taille de la Terre, situées dans des emplacements orbitaux à l'intérieur, à l'intérieur et à l'extérieur de la zone habitable, où de l'eau liquide pourrait exister », explique Katie Teixeira, associée de recherche diplômée au département. d'astronomie à l'Université du Texas à Austin et auteur principal de l'étude L'univers aujourd'hui.  » Comme TRAPPIST-1 est une étoile naine de type M (contrairement au Soleil, qui est une étoile de type G), nous ne savons pas si ses planètes sont capables de conserver une atmosphère, condition préalable à l'habitation. En recherchant des atmosphères dans le Grâce au système TRAPPIST-1, nous avons obtenu la première preuve indiquant si les systèmes nains M, qui représentent environ 70 % des étoiles de notre galaxie, sont propices à la vie.

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Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé une série de modèles informatiques pour simuler l'évolution de l'atmosphère de la planète, TRAPPIST-1c, en relation spécifiquement avec la perte de l'atmosphère de la planète au fil du temps en raison du rayonnement solaire de l'étoile mère, également connue sous le nom de rayonnement stellaire. (vent solaire. Abstraction. En fin de compte, les résultats ont indiqué que TRAPPIST-1c a probablement permis d'éliminer environ 16 bars de dioxyde de carbone, ce qui, selon les chercheurs, est inférieur à la quantité actuelle de dioxyde de carbone sur Terre ou sur Vénus.

Une vidéo discutant des résultats TRAPPIST-1c obtenus par le télescope spatial James Webb en juin 2023.

Les chercheurs ont donc déduit deux scénarios possibles pour expliquer l’absence de perte de dioxyde de carbone au cours de la durée de vie de TRAPPIST-1c : Soit la planète s’est initialement formée avec de faibles quantités de dioxyde de carbone. Substances volatilesQui comprennent souvent du dioxyde de carbone, de l’azote, de l’eau et de l’hydrogène, et se trouvent respectivement en grande quantité sur Terre et sur Vénus ; Or TRAPPIST-1c a été exposé à de grandes quantités de vent stellaire au début de son histoire.

« Le principal point à retenir de cette étude est que la suppression des vents stellaires à long terme dans le système TRAPPIST n'est pas assez forte pour éliminer une quantité importante de dioxyde de carbone de TRAPPIST-1c et, par conséquent, TRAPPIST-1c est probablement principalement déficient en carbone.  » « Son âge », dit Teixeria. L'univers aujourd'hui.

Vidéo de 2017 discutant de la découverte initiale du système TRAPPIST-1.

En plus d'étudier l'érosion éolienne stellaire sur TRAPPIST-1c, les chercheurs ont également utilisé les mêmes modèles informatiques pour étudier comment les six autres planètes du système TRAPPIST-1 sont affectées par l'érosion éolienne stellaire et si elles peuvent maintenir leur atmosphère sur de longues périodes. Ces planètes, qui sont actuellement considérées comme des mondes rocheux de la taille de la Terre, comprennent : TRAPPISTE-1B, Trappiste-1j, Trappiste-1e, Trappiste-1f, Trappiste-1 grammeEt Trappiste-1hoù TRAPPIST-1b orbite à l'intérieur de TRAPPIST-1c et e, f et g se trouvent dans la région Hz de l'étoile.

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Ce qui rend le système TRAPPIST-1 unique, ce sont les distances extrêmement compactes entre les planètes, les sept planètes orbitant bien dans l'orbite de Mercure, ce qui rend l'étude des vents stellaires possibles encore plus attrayante. Cependant, malgré leurs orbites compactes, les chercheurs ont fait une découverte intéressante grâce à leurs modèles informatiques.

Source de l'image : NASA/JPL-Caltech

« Tixeria dit L'univers aujourd'hui« Nous nous attendons à ce que les planètes TRAPPIST-1 les plus éloignées conservent leur atmosphère, car la perte de masse atmosphérique due aux vents stellaires diminue avec le carré de la distance à l'étoile, et il est peu probable qu'un effet de serre incontrôlable se produise sur ces planètes froides et lointaines. Cela signifie que l'eau et les autres molécules resteront probablement plus près de la surface au lieu de s'évaporer loin de la planète.

À l’avenir, les chercheurs notent que les futures observations du JWST leur permettront de mieux comprendre la composition et la taille des atmosphères de toutes les planètes TRAPPIST-1.

Quelles nouvelles découvertes les chercheurs feront-ils sur le système TRAPPIST-1 et ses atmosphères planétaires dans les années et décennies à venir ? Seul le temps nous le dira, c'est pourquoi nous étudions !

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à rechercher !

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

Les réactions électrochimiques sont essentielles à la fabrication de divers produits dans les industries.

La fabrication de l’aluminium, des tuyaux en PVC, du savon et du papier dépend de ces réactions électrochimiques, qui font également partie intégrante du fonctionnement des batteries des appareils électroniques, des voitures, des stimulateurs cardiaques et bien plus encore. De plus, elle a le potentiel de révolutionner la production d’énergie durable et l’utilisation des ressources.

Le cuivre et les catalyseurs similaires jouent un rôle crucial dans la catalyse de ces réactions et sont largement utilisés dans les applications électrochimiques industrielles. Cependant, le manque de compréhension du comportement des catalyseurs au cours des réactions a entravé le développement de catalyseurs améliorés. Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient capables d’imager les stimuli qu’avant et après les réactions, ce qui laisse un vide dans la compréhension des processus qui se produisent entre les deux.

Une collaboration entre le California Institute for Nanosystems de l’Université de Californie et le Lawrence Berkeley National Laboratory a supprimé cette limitation. L’équipe a utilisé une cellule électrochimique spécialement conçue pour surveiller la structure atomique du catalyseur en cuivre pendant la réaction conduisant à la décomposition du dioxyde de carbone.

Cette méthode offre un moyen potentiel de convertir les gaz à effet de serre en carburant ou en d’autres matériaux précieux. Les chercheurs ont enregistré des cas dans lesquels le cuivre formait des amas liquides puis disparaissait à la surface du catalyseur, entraînant des piqûres visibles.

« Pour quelque chose qui est si omniprésent dans nos vies, nous comprenons très peu de choses sur le fonctionnement des stimuli en temps réel. » a déclaré le co-auteur Bri Narang, professeur de sciences physiques à l’UCLA et membre du CNSI. « Nous avons désormais la capacité d’observer ce qui se passe au niveau atomique et de le comprendre d’un point de vue théorique.

« Tout le monde bénéficierait de la conversion directe du dioxyde de carbone en carburant, mais comment pouvons-nous le faire à moindre coût, de manière fiable et à grande échelle ? » a ajouté Narang, qui occupe également un poste en génie électrique et informatique à la School of Engineering de l’UCLA. « C’est le genre de science fondamentale qui devrait faire avancer ces défis. »

Sur la gauche, une flèche rouge suit le mouvement d’un atome de cuivre individuel pendant la réaction électrochimique. À droite, les flèches jaunes indiquent les piqûres restant dans la surface du catalyseur. Source de l’image : Qiubo Zhang/Laboratoire national Lawrence Berkeley

Les découvertes dans le domaine de la recherche sur le développement durable ont des implications significatives, et la technologie qui permet ces découvertes a le potentiel d’améliorer l’efficacité des processus électrochimiques dans diverses applications qui ont un impact sur la vie quotidienne.

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Selon Yu Huang, co-auteur de l’étude et professeur Traugott et Dorothea Frederking et directeur du Département de science et d’ingénierie des matériaux à l’UC Samueli, l’étude pourrait aider les scientifiques et les ingénieurs à passer d’essais et d’erreurs à une approche de conception plus systématique. .

« Toute information que nous pouvons obtenir sur ce qui se passe réellement lors de la stimulation électrique est d’une aide précieuse pour notre compréhension de base et notre recherche de conceptions pratiques. » a déclaré Huang, membre du CNSI. « Sans cette information, c’est comme si nous lancions des fléchettes les yeux bandés et espérions atteindre quelque part près de la cible. »

Un microscope électronique de haute puissance de la fonderie moléculaire du Berkeley Lab a été utilisé pour capturer les images. Ce microscope utilise un faisceau d’électrons pour examiner des spécimens avec un niveau de détail inférieur à la longueur d’onde de la lumière.

Des défis sont rencontrés en microscopie électronique lorsqu’on tente de révéler la structure atomique des matériaux dans des environnements liquides, comme le bain d’électrolyte salin nécessaire à une réaction électrochimique.

L’ajout d’électricité à l’échantillon augmente la complexité du processus. L’auteur correspondant Haiime Cheng, scientifique principal au Berkeley Lab et professeur adjoint à l’UC Berkeley, et ses collègues ont développé un dispositif hermétiquement fermé pour surmonter ces obstacles.

Les scientifiques ont effectué des tests pour s’assurer que le flux d’électricité dans le système n’affectait pas l’image résultante. En se concentrant sur l’endroit exact où le catalyseur en cuivre rencontre l’électrolyte liquide, l’équipe a enregistré les changements qui se sont produits sur une période d’environ quatre secondes.

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Au cours de la réaction, la structure du cuivre s’est transformée d’un réseau cristallin régulier, généralement présent dans les métaux, en une masse irrégulière. Ce faisceau désordonné, composé d’atomes de cuivre et d’ions chargés positivement ainsi que de quelques molécules d’eau, s’est ensuite déplacé à la surface du catalyseur. Ce faisant, les atomes ont été échangés entre du cuivre régulier et irrégulier, piquant la surface du catalyseur. Finalement, la masse irrégulière a disparu.

« Nous ne nous attendions pas à ce que la surface se transforme en une forme amorphe puis revienne à une structure cristalline. » a déclaré le co-auteur Yang Liu, étudiant diplômé de l’UCLA dans le groupe de recherche de Huang. « Sans cet outil spécial pour observer le système en action, nous ne serions jamais en mesure de capturer ce moment. Les progrès des outils de caractérisation comme ceux-ci permettent de nouvelles découvertes fondamentales, nous aidant à comprendre le fonctionnement des matériaux dans des conditions réelles. »

Référence du magazine :

  1. Qiubo Zhang, Zhigang Song, Qianhu Sun, Yang Liu, Jiawei Wan, Sophia B. Betzler, Qi Cheng, Junyi Shangguan, Karen C. Bustillo, Peter Ercius, Bryneha Narang, Yue Huang et Haimei Cheng. Dynamique atomique des interfaces solide-liquide électrifiées dans les cellules liquides TEM. Nature, 2024 ; Identification numérique : 10.1038/s41586-024-07479-s

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil
Brasilia :

Un scientifique brésilien a découvert des fossiles de petits reptiles ressemblant à des crocodiles qui vivaient pendant la période du Trias, des millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Les fossiles du prédateur, appelé Parvosuchus aureloi, comprennent un crâne complet, 11 vertèbres, un bassin et quelques os de membres, selon le paléontologue Rodrigo Muller de l’Université fédérale de Santa Maria dans l’État de Rio Grande, auteur de la recherche publiée jeudi. Journal des rapports scientifiques.

Parvosuchus, qui vivait il y a environ 237 millions d’années, marchait sur quatre pattes et mesurait environ un mètre de long et se nourrissait de reptiles plus petits. Les fossiles ont été découverts dans le sud du Brésil. Parvosuchus, qui signifie « petit crocodile », appartient à une famille éteinte de reptiles appelée Gracilissuchidae, qui jusqu’à présent n’était connue qu’en Argentine et en Chine.

« Les Gracilisuchidae sont des organismes extrêmement rares dans le monde paléontologique », a déclaré Mueller à Reuters. « Ce groupe est particulièrement intéressant car ils vivaient juste avant l’aube des dinosaures. Les premiers dinosaures vivaient il y a 230 millions d’années. »

Parvosuchus était un prédateur terrestre. Gracili suchidae représente l’une des branches les plus anciennes de la lignée connue sous le nom de Pseudosuchia qui comprenait plus tard la branche alligator.

Parvosuchus a vécu à une époque d’innovation évolutive à la suite de la pire extinction massive sur Terre il y a 252 millions d’années, avec plusieurs groupes de reptiles en compétition avant que les dinosaures ne deviennent finalement dominants. Les derniers membres des Gracilisuchidae ont incontestablement disparu environ sept millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

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(Cette histoire n’a pas été éditée par le personnel de NDTV et est générée automatiquement à partir d’un flux syndiqué.)

La vidéo en vedette du jour

Les chemins de fer indiens effectuent un essai du plus haut pont ferroviaire du monde, « Chenab », à Reasi

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Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

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Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

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Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

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Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Une image plus complète de la façon dont les molécules d’eau excitées lorsqu’elles interagissent avec l’air perdent leur énergie a été révélée par les scientifiques de RIKEN dans une étude. publié Dans le magazine Communications naturelles. Ce résultat sera précieux pour mieux comprendre les processus se produisant à la surface de l’eau.

L’eau est une anomalie à bien des égards. Par exemple, ses points de congélation et d’ébullition sont beaucoup plus élevés que prévu, et il est moins dense sous forme solide (glace) que sous forme liquide.

Presque toutes les propriétés inhabituelles de l’eau proviennent des liaisons faibles qui se forment et se brisent constamment entre les molécules d’eau voisines. Ces liaisons, appelées liaisons hydrogène, surviennent parce que l’oxygène attire davantage les électrons que l’hydrogène. Ainsi, l’oxygène légèrement négatif d’une molécule est attiré vers les atomes d’hydrogène légèrement positifs des autres molécules.

Mais un petit segment de molécules d’eau – celles à la surface – subit les liaisons hydrogène différemment des autres molécules d’eau. Dans leur cas, le bras qui dépasse dans l’air ne forme pas de liaisons hydrogène.

Jusqu’à présent, personne n’était capable de comprendre comment les bras de ces molécules de surface se détendaient après avoir été étirés. En effet, il est très difficile d’isoler le signal de ces molécules.

« Nous avons une bonne connaissance du comportement des molécules d’eau dans un corps liquide, mais notre compréhension des molécules d’eau à l’interface est loin derrière », explique Tahi Tahara du laboratoire de spectroscopie moléculaire RIKEN.

Au cours de la dernière décennie, une équipe dirigée par Tahara a tenté de remédier à cette situation en développant des techniques spectroscopiques très sophistiquées pour explorer les interactions des molécules d’eau sur les surfaces.

L’équipe a maintenant développé une technique basée sur la spectroscopie infrarouge, suffisamment sensible pour détecter la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène dans les molécules d’eau de surface se relâchent.

Grâce à cette technique, l’équipe a découvert que les liaisons oxygène et hydrogène coincées dans l’air tournent en premier sans perdre d’énergie. Ils se détendent ensuite d’une manière similaire aux molécules d’un corps liquide qui forment un réseau de liaisons hydrogène.

« En ce sens, il n’y a pas beaucoup de différence entre les molécules à l’interface et à l’intérieur du liquide après avoir interagi avec leurs voisines, car elles partagent toutes deux le même processus de relaxation », explique Tahara. « Ces résultats dressent un tableau complet de la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène se détendent à la surface de l’eau. »

Tahara et son équipe ont désormais l’intention d’utiliser leur technique spectroscopique pour observer les réactions chimiques qui se produisent à l’interface de l’eau.

Plus d’information:
Woongmo Sung et al., Profil de relaxation vibratoire unifié de l’étirement de l’OH à l’interface air/eau, Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Informations sur les magazines :
L’intelligence artificielle de la nature


Communications naturelles


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